用matlab实现leach算法

在MATLAB中实现LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)算法通常包括以下几个步骤：

1. **设置环境**：
- 定义所需的变量，如节点数量 (`numNodes`)、最大迭代次数 (`maxRounds`)、节点初始能量 (`initialEnergy`)、通信范围等。

2. **节点初始化**：
- 创建节点矩阵，包含节点的位置和初始能量。
- 用 `randi` 函数生成节点随机分布。

3. **选择簇头**：
- 在每一轮开始，基于节点的能量和随机概率，通过 `roulette_wheel_selection` 或类似函数选择一个簇头。这一步涉及概率计算和随机抽样。

4. **分簇和角色分配**：
- 簇头节点负责收集成员信息，而成员节点将数据发送给簇头。可以用 `broadcast` 函数模拟这个过程。
- 分配角色（簇头或成员）并更新节点状态。

5. **数据传输**：
- 在稳定阶段，每个成员向簇头发送数据。使用 `for` 循环模拟多次数据交换，并减去节点能量。

6. **能量消耗**：
- 对每个通信事件（接收信息、发送数据）应用能量消耗模型，更新节点的能量。

7. **记录结果**：
- 保存每轮的节点角色、簇头列表以及能耗情况，可以使用文件I/O（如`.mat`文件）或数据结构（如结构体数组）进行持久化。

8. **终止条件**：
- 检查是否有节点能源耗尽，若达到设定的轮数或其他条件，则停止算法。

以下是一个简化的MATLAB伪代码示例：

function runLeach(numNodes, maxRounds, initialEnergy)
    % 初始化节点
    positions = rand(numNodes, 2);
    energies = ones(numNodes, 1) * initialEnergy;

    % 主循环
    for round = 1:maxRounds
        % 选择簇头
        chiefIndex = roulette_wheel_selection(energies);
        chiefNode = positions(chiefIndex);

        % 分簇和角色分配
        roles = assignRoles(chiefNode, positions, energies);

        % 数据传输
        transmitData(chiefNode, positions, roles, energies);

        % 能量消耗
        consumeEnergy(positions, roles, energies);

        % 记录结果
        saveRoundData(round, positions, roles, energies);
        
        % 检查节点能源是否耗尽
        depletedNodes = find(energies == 0);
        if ~isempty(depletedNodes)
            break;
        end
    end
end

% 辅助函数...

请注意，实际实现可能会更复杂，因为LEACH有多个细节，比如簇头更换、邻居发现、节点失效处理等。上述代码提供了一个基本框架，你需要补充具体的概率计算、数据传输函数以及其他辅助函数的实现。